[发明专利]反向模拟多根纤维

权利要求书

1.一种用于反向模拟多根纤维的计算机实施方法，所述方法包括：

提供用于描述纤维的机械行为的计算模型；

获得描述所述多根纤维的目标配置或动态行为的目标几何信息；以及

使用所述计算模型和所述目标几何信息反向模拟所述多根纤维的所述行为，以计算所述多根纤维的目标纤维机械参数组，使得具有经计算的目标纤维机械参数组的纤维将表现出所述目标配置或动态行为。

2.根据权利要求1所述的计算机实施方法，其中所述目标几何信息包括多根纤维的图像或视频。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的计算机实施方法，其中所述目标几何信息包括对所述纤维中的每一根的多个段的三维位置的描述。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的计算机实施方法，其中反向模拟所述多根纤维的所述行为包括将所述目标几何信息应用于神经网络的输入。

5.根据权利要求4所述的计算机实施方法，其中所述神经网络的所述输入包括多根纤维的图像或视频。

6.根据权利要求4或权利要求5所述的计算机实施方法，其中所述神经网络的输出包括所述目标纤维机械参数组中的每个参数的一系列值。

7.根据前述权利要求中任一项所述的计算机实施方法，其中反向模拟所述多根纤维的所述行为包括

生成多个经修改的纤维机械参数组；

对于所述经修改的组中的每一组，使用所述计算模型模拟由该经修改的组在所述多根纤维中产生的所述配置或动态行为；以及

选择所述经修改的组作为所述目标组，所述经修改的组产生最接近所述目标几何信息的所述配置或动态行为。

8.根据权利要求7所述的计算机实施方法，其中：

反向模拟所述多根纤维的所述行为包括将所述目标几何信息应用于神经网络的所述输入；

所述神经网络的所述输出包括所述目标纤维机械参数组中的每个参数的一系列值；并且

基于由所述神经网络针对每个参数输出的所述系列值来生成所述多个经修改的纤维机械参数组。

9.根据权利要求7或权利要求8所述的计算机实施方法，其中生成多个经修改的纤维机械参数组包括使用适用于逃避局部最小值的优化算法，诸如模拟退火或进化算法。

10.根据前述权利要求中任一项所述的计算机实施方法，其中所述目标纤维机械参数组包括以下中的至少一者、任何两者或全部三者：

所述纤维之间的一个或多个摩擦系数；

所述纤维之中的内聚力的测量值；以及

所述纤维之中的粘合力的测量值。

11.根据权利要求10所述的计算机实施方法，其中所述目标纤维机械参数组还包括以下中的至少一者、任何两者或全部三者：

与所述纤维相关联的杨氏模量；

与所述纤维相关联的剪切或扭转模量；以及

与所述纤维相关联的弯曲模量。

12.根据权利要求10或权利要求11所述的方法，其中所述目标纤维机械参数组还包括以下中的至少一者、任何两者或全部三者：

与所述纤维相关联的直径；

所述纤维的材料密度；以及

与所述纤维相关联的横截面形状或椭圆形。